طراحي يك ردياب براي يك ماهواره‌بر مبتني بر خطي‌سازي برخط

A Launch Vehicle Tracker Design Based on On-Line Linearization

به دليل حضور برخي ترم‌هاي غير خطي در معادلات پرواز يك ماهواره‌بر بايد يك راهبرد مناسب و پايدار كنترلي براي غلبه بر اين ترم‌ها و در نتيجه، فرايند رديابي صحيح مسير بهينۀ رسيدن ماهواره‌بر به مدار مورد نظر را طراحي كرد. در اين مقاله، مباني طراحي يك كنترل‌كننده براي سيستم غير خطي نوين و ساده با هدف كنترل يك نوع ماهواره‌بر در جهت رديابي مسير بهينۀ آن توضيح داده مي‌شود. مبناي اساسي اين استراتژي، خطي‌سازي برخط معادلات غير خطي طي پرواز و در نهايت، بازنمايي معادلات سيستم به‌‌صورت ژاكوبين توسعه‌ يافته است. نكتۀ مهم اين است كه سيستم تنها در برخي نقاط كاري و تعادل خطي‌سازي نمي‌شود و در هر بازۀ نمونه‌برداري، سعي شده است كه سيستم معادلات غير خطي به معادلات خطي تبديل و سپس، با استفاده از تئوري جاي‌دهي قطب‌ها، يك كنترل‌كنندۀ ردياب مناسب براي سيستم پيشنهاد شود. نتايج طراحي و شبيه‌سازي حاكي از دقت و همگرايي مناسب سيگنال‌هاي مرجع (سيگنال‌هاي شامل سرعت و زاويۀ پيچش) و در نتيجه، انجام موفقيت‌آميز مأموريت است.

In order to overcome the nonlinear terms in the flight equations of a launch vehicle, an appropriate control strategy has to be designed. In this paper, the fundamentals of designing a simple controller in order to control a typical launch vehicle for tracking the optimum launch vehicle path is presented. The principals of this strategy are based on on-line linearization of the nonlinear equations in each sampling interval during the flight and eventually representing system equations as extended Jacobean equations. It is important to note that equations linearization does not work in some areas and equilibrium points of the system but in each sampling interval is trying the system of nonlinear equations can be transformed into linear equations and then by using the pole placement theory, a good tracking controller proposed for the system. Design and simulation results show good accuracy and proper convergence of the reference signals (speed and pitch angle signals) and eventually, the success of the mission.